Tìm hiểu chi tiết về giao thức UPnP và DLNA trong việc chơi âm thanh qua Network Media Server

Bài viết này nhằm giúp cho những người chơi audio có thể sử dụng UPnP để setup cho dàn âm thanh không dây của mình, cung cấp những điểm lợi ích cũng như cản trở khi sử dụng UPnP, những mẹo và các thiết bị cần thiết để tạo nên một dàn audio điều khiển không dây hoàn chỉnh

Các dàn audio phát thông qua mạng có thể sử dụng nhiều protocols khác nhau và những công nghệ khác nhau như UPnP, DAAP (Apple), và Ravenna … . UPnP là giao thức thông dụng nhất trong các hệ thống audio hiện nay, giao thức này sử dụng 2 channel trong hệ thống phòng đơn lẻ, và cả hệ thống multi-room.

UPnP là gì?

Universal Plug and Play là một chuỗi các quy trình và lệnh để sử dụng các thiết bị không dây và các phần mềm có thể liên lạc với nhau một cách tự động mà không cần end user phải tự mày mò để kết nối chúng với nhau. Các thiết bị UPnP không cần cài đặt driver cho riêng từng sản phẩm, giống như máy in qua cổng USB hay các thiết bị khác mà sử dụng thông qua một giao thức UPnP chung mà sản phẩm được quảng cáo và sẽ tự bật chế độ tìm kiếm, kết nối thông qua mạng. UPnP có thể được xem là một bộ khung cơ sở cao cấp và đã được mài dũa thêm rất nhiều qua cấu trúc UPnP được tối ưu hóa cho tăng thêm chất lượng truyền phát cả tín hiệu audio và video.

UPnP AV là gì?

UPnP AV là một phiên bản được nâng cấp của phương thức UPnP thông thường, với mục đích chính là độ tương thích giữa các các thiết bị điều khiển (controller) và các thiết bị âm thanh (AV video). Ví dụ: có thể cho phép các tín hiệu, dữ liệu âm thanh truyền từ NAS sang các thiết bị giải mã âm thanh mà không cần phải thông qua các thiết bị thứ bị thứ ba như một thiết bị điều khiển. Những thông tin và dữ liệu được truyền đi được tối ưu hóa dành cho các computer audiophile khi quy chiếu các tất cả tín hiệu âm thanh theo chuẩn thay vì theo định dạng của file mà UpnP có thể hỗ trợ. Cơ chế UPnP AV nhấn mạnh điểm quan trọng của 3 thiết bị trong chuỗi tín hiệu âm thanh đó là Media Server, Media Renderer, và Control Point.

1. Media Server

Media Server là một thiết bị lưu trữ các dũ liệu, đăng các dữ liệu hiện có lên hệ thống streaming, truyền theo hệ thống mạng không dây nội bộ, cho phép trình duyệt hay tìm kiếm dữ liệu từ các thiết bị điều khiển. Media server có thể đồng thời truyền tải dữ liệu đến nhiều thiết bị và cũng có thể được điều khiển bằng nhiều thiết bị điều khiển khác nhau. Hầu hết các thiết bị Media Servers sửa dụng UPnP AV bao gồm ba phương thức điều khiển chính

1. Content Directory Service cho phép các thiết bị điều khiển truy cập vào Media Server và xem các thông tin của bài hát như metadata (album title, artist, track name,…). Dịch vụ này còn có thể xác định dữ liệu phù hợp với server về định dạng hay nội dung. Dựa trên điều này các thiết bị điều khiển có thể xác định được nếu các thiết bị giải mã, DAC có thể xử lý được hay không.
2. Connection Manager Service là phương tiện quản lý kết nối giữa Media Server đến các thiết bị giải mã. Thông qua phương tiện này các thiết bị điều khiển có thể chuyển các dữ liệu từ trong server sang các thiết bị giải mã.
3. AV Transport Service được sử dụng bởi các thiết bị điều khiển thực hiện các chức năng Play, Pause, Stop, Forward … Trên Media Server cũng tự động sao chép các chức năng này để cho phép nhiều thiết bị điều khiển có thể truy cập đồng thời.

Ví dụ – Thông thường sự lựa chọn Media Server dành các audiophile trên máy tính là NAS ( Network Attached Storage aka thiết bị lưu trữ gắn vào mạng). Ví dụ như một Synology NAS khi sử dụng các ứng dụng Media Server sẽ biến nó trở thành một UPnP AV Media Server cho phép truy cập kho nhạc trên ổ cứng và đồng thời stream nhạc trực tiếp sang các thiết bị UPnP AV receiver. Synology NAS đơn giản chỉ phát trên mạng mà nó đang kết nối, các thiết bị UPnP AV khác cũng có thể xem được những thông tin như nội dung, phương thức kết nối hỗ trợ, và những thông tin metadata như album, artist, track…

2. Media Renderer

Media Renderer là một thiết bị chuyển đổi phương thức truyền hay tái lập tín hiệu âm thanh. Các người chơi audio chắc cũng đã khá quen thuộc với renderer vì khá nhiều hãng Hifi audio đã sản xuất các thiết bị renderer ( thay đổi phương thức hay xử lý âm thanh). Một chiếc renderer có thể chuyển đổi tính hiệu âm thanh dạng số trên mạng không dây từ server sang định dạng khác như S/PDIF sau đó chuyển sang DAC hay các thiết bị không hỗ trợ UPnP AV hoặc có thể trực tiếp chuyển đổi tín hiệu số trên mạng thành tín hiệu analog để phát trực tiếp. Thông thường renderer là thiết bị cuối cùng trong chuỗi UPnP AV để biến tín hiệu nhạc từ streaming trên mạng không dây sang tín hiệu số, tín hiệu mà bất kỳ dàn nhạc của audiophile nào cũng có thể chơi được. Ngoài ra một số các renderer cũng có khả năng điều khiển Play, Pause, Stop, Seek, Volume … Cũng giống như Media Server thì MediaRenderer cũng bao gồm ba phương thức điều khiển chính Rendering Control Service, Connection Manager Service, và AVTransport Service.

1. Rendering Control Service cho phép các thiết bị điều khiển xác định được cách thiết bị giải mã hoạt động, đồng thời thực hiện các chức năng cơ bản như tăng chỉnh âm lượng, Mute.
2. Connection Manager Service, ngoài việc quản lý kết nối đầu vào của renderer, còn cho phép các thiết bị điều khiển đọc được các định dạng hỗ trợ và phương thức giao tiếp của renderer. Nhờ vào phương thức điều khiển này mà các thiết bị điều khiển xác định được định dạng file nhạc và codec mà renderer có thể phát được.
3. AV Transport Service được sử dụng bởi các thiết bị điều khiển cho các chức năng như Play, Pause, Stop, Find,…

Ví dụ -Hầu hết các Media Renderer dành cho các computer audiophile được làm bởi Linn, Naim, PS Audio, T+A, và các công ty Hifi danh tiếng khác. Các loại renderer không phải dành cho audiophile khác như đầu receiver dành cho tivi, hay các game console khác như Xbox. Dòng sản phẩm DS của Linn chấp nhận âm thanh truyền trực tiếp từ Media Server như Synology NAS và xuất tính hiệu đầu ra là analog hay digital tùy theo nhu cầu. Một thiết bị Media Renderer khác là Simple Design Rendu. Rendu là một thiết bị nhận tín hiệu audio từ Media Server sau khi đã được điều khiển bởi các thiết bị điều khiển, và chuyển đổi tín hiệu từ cồng Ethernet Out của Media Server thành tín hiệu S/PDIF dành cho kết nối riêng của DAC.

3. Control point

Các thiết bị điều khiển đơn giản, thì hoạt động như một phòng điều khiển không lưu, quan sát và điều khiển các lúc cất cánh và hạ cách đảm bảo đến được điểm dừng an toàn. Các thiết bị điều khiển thông thường là các thiết bị cầm tay như Iphone, Ipad hay điện thoại Android. Thông qua các ứng dụng điều khiển của thiết bị như thiết bi, thông thường có thể là phần mềm hay một trang web trình duyệt cho phép truy cập dữ liệu trên Server và chọn bài, sau đó thiết bị điều khiển truyền tín hiệu ra lệnh cho cả Server và Renderer để bắt đầu kết nối. Hay nói theo cách khác các tín hiệu nhạc truyền từ Media Server không hề truyền qua các thiết bị điều khiển mà truyền trực tiếp sang Media Server. Đây là một điều khác biệt khá quan trọng của UPnP AV so với hầu hết các chuẩn UPnP thông thường khi các thiết bị UPnP chỉ nhận điều khiển trực tiếp từ các thiết bị điều khiển, thay vào đấy chuẩn UPnP AV cho phép tiếp tục giao tiếp với các thiết bị UPnP khác ngoài thiết bị điều khiển hay còn gọi là out-of-band communication. Ví dụ sau là một chuỗi các sự kiện xảy ra giữa Control Point, Media Server, và Media Renderer. Các bạn nên chú ý vào phần “i” khi nó có liên quan tới việc chơi nhạc liên tục (gapless playback).

1. Tìm các thiết bị UPnP AV – Các thiết bị Control Point tự động tìm các thiết bị Media Server và Media Renderer trên mạng nội bộ.
2. Xác định nội dung mong muốn – Thiết bị điều khiển sẽ tự động quét kho nhạc hiện có của Media Server và nhận các thông tin về các phương thức và định dạng hỗ trợ của Server.
3. Xác định định dạng và phương thức hỗ trợ của Renderer – Thiết bị điều khiển ra tín hiệu đọc tất cả các định dạng file hỗ trợ và phương thức hỗ trợ của renderer.
4. So sánh/Kiểm tra các phương thức định dạng và khả năng chơi nhạc – Thông tin từ cả Server và Renderer đều được kiểm tra chéo. Thiết bị điều khiển sẽ chọn các phương thức và định dạng được hỗ trợ bởi cả 2 thiết bị
5. Điều chỉnh giữa Server/Renderer – các thiết bị điều khiển sẽ thông báo cho cả Server và Renderer về kết nối sắp tới giữa cả 2 thiết bị và định dạng và phương thức giữa cả 2 thiết bị.
6. Xác định nội dung sẽ được phát – Người dùng thông qua thiết bị điều khiển sẽ xác định ca khúc, album, playlist … sẽ được phát từ Server sang Renderer.
7. Bắt đầu chuyển phát các nội dung – Thông tin ca khúc được chọn sẽ được phát trực tiếp sang Renderer.
8. h. Điều chỉnh các thông tin về việc phát nhạc – Người dùng có chọn Play, Pause, Stop, Seek, và Volume, etc… thông qua các thiết bị điều khiển trong lúc dữ liệu của file nhạc đang được phát qua Renderer.
9. Repeat: Chọn nội dung tiếp theo để phát nhạc – đây là bước cực kỳ quan trọng cho việc phát nhạc liên tục. Thiết bị điều khiển sẽ sử dụng câu lệnh SetNextAVTRansportURI để xác ca khúc tiếp theo sẽ được chuyển từ Server sang Renderer. Nếu như Renderer không hỗ trợ lệnh SetNextAVTRansportURI thì nó sẽ không hỗ trợ việc phát nhạc liên tục như đã được thông báo trên các UPnP Forum.
10. Dọn dẹp dữ liệu của phiên kết nối giữa Server/Renderer - Thết bị điều khiển sẽ đóng các tín hiệu về phiên làm việc giữa cả 2 thiết bị.

Ví dụ - Thiết bị điều khiển thông dụng nhất là Apple (iOS) và các thiết bị Android. Các thiết bị điều khiển cũng phải cần hỗ trợ các phần mềm điều khiển. Một phần mềm điều khiển khá phổ biến dành cho iOS là PlugPlayer. Plugplayer có thể chạy qua các bước như trên với Synology NAS làm Media Server và Linn DS như một Media Renderer. Tuy nhiên việc giải thích điểm điều khiển chỉ làm “thuần” điều khiển với Plugplayer là không hoàn toàn chính xác khi Plugplayer có thể biến chiếc Iphone của bạn thành Media Server hay Renderer, ví dụ như bạn vẫn có thể sử dụng Synology NAS làm Server nhưng vẫn có thể phát nhạc trực tiếp trên chiếc Iphone với vai trò làm Renderer.

DLNA  là gì?

Digital Living Network Alliance (DLNA), giống như UPnP cũng là một tổ chức về IT, nhưng đối với các Audiophile thì vẫn thường xem DLNA giống như một bảng hướng dẫn, những hạn chế hay một hệ thống quy chuẩn có thể trao đổi qua lại giống như UPnP nhưng có nhiều mở rộng hơn và cũng nhiều các hạn chế. Bằng cách kiểm soát nhiều sản phẩm hơn trên một hệ thống mạng, quy chuẩn của DLNA tạo nên một hệ thống khép kín với nhiều quy tắc. DLNA được xây dựng dựa trên cấu trúc của UPnP v1.0 và UPnP AV. DLNA xác định việc Nhận diện và Điều khiển thiết bị cùng với Quản lý dữ liệu âm thanh là mấu chốt quan trọng rút ra được được từ UPnP và cả UPnP AV. DLNA không phải là một nhánh con của UPnP, điểm khác biệt lớn nhất là mục đích và phạm vi bao quát, bao gồm các định dạng file nhạc, có media codec và chứng chỉ chống ăn cắp bản quyền. Nói chung thì một thiết bị đã được chứng nhận là phù hợp với DLNA thì sẽ chắc chắn làm việc với thiết bị UPnP, tuy nhiên không phải thiết bị UPnP nào cũng làm việc với các thiết bị DLNA. Nếu trên một sản phẩm không hiện được logo đã được chứng nhận của DLNA thì chưa chắc sản phẩm sẽ không phù hợp với quy chuẩn DLNA, bởi vì một số nhà sản xuất không muốn tốn thêm chi phí sản xuất chỉ vì chứng nhận đã đạt chuẩn của DLNA.
Quy chuẩn DLNA đã phân chia các sản phẩm đã đạt chuẩn thành 3 nhóm khác nhau; Các thiết bị mạng gia dụng như TV, PC, AV receiver (Home Network Device), Các thiết bị di động như smartphone, tablet, IP camera (Mobile Handheld Devices), Các thiết bị phần cứng như router, hub (Home Infrastructure Devices). Đối với các thiết bị gia dụng và di động cũng tương tự như các sản phẩm đã được chứng nhận theo tiêu chuẩn UPnP AV, DLNA xác định các Digital Media Server, Digital Media Renderer, và Digital Media Controller gần như hoàn toàn giống như các Media Server, Media Renderer, và Control Point của UPnP AV. Một điểm khác biệt là trong nhóm các thiết bị gia dụng có sự hiện diện của Digital Media Player (DMP), DMP thực hiện chức năng như một Control Point và Renderer với khả năng truy xuất Media Server và chơi nhạc trực tiếp. Các thiết bị UPnP AV không hỗ trợ DLNA với cùng khả năng tuy nhiên vì lý do nào đó UPnP không phân ra thành một nhóm riêng biệt. Đối với các thiết bị DLNA di động cũng khá giống như các thiết bị gia dụng khi được chia làm 2 nhóm là Mobile Digital Media Server và Mobile Digital Media Renderer tuy nhiên được thêm vào 2 nhóm mới là Uploader và Downloader. Còn đối với Home Infrastructure Devices thì sẽ không đề cập trong phần này vì không liên quan nhiều tới audio setup.

UPnP / DLNA trong HiFi

UPnP dành cho audio/video đã được xây dựng từ rất nhiều năm trước dành cho mục đích phổ thông như dành cho TV và các CDP. Một trong những hãng audio Hifi đầu tiên cho ra mắt các sản phẩm hỗ trợ UPnP đến từ Anh mang tên Linn. Vào giữa năm 2007, Linn đã cho ra mắt Klimax DS network player đến một thị trường Hifi còn chưa được khai phá. Sản phẩm đầu tiên là Klimax DS mà Linn được tung ra có thể nói còn rất nhiều điểm yếu bởi vì đây là sản phẩm đầu tiên được xây dựng dựa trên tín hiệu mạng, vào thời điểm đó giới báo chí cũng như đa số các audiophile cũng không nắm được cơ chế hoạt động cũng như mục đích của sản phẩm vì thế đã đánh giá khá thấp khả năng sử dụng của sản phẩm. Kể từ thời điểm đó Linn đã không ngừng tìm những giải pháp mới, sau đó Ethernet là sự tập trung chính của Linn. Trong những năm gần đây những hãng lớn như T+A, Audio Research, Naim, và dCS đều đã cho ra mắt những mẫu renderer sử dụng UPnP. Hầu hết các nhà sản xuất lớn đều xem UPnP là một lựa chọn khá tốt nhưng chỉ đánh vào một phần của thị trường audiophile trên computer, đây có lẽ là sự đánh giá chính xác, các sản phẩm dựa trên UPnP và Ethernet không phải dành cho tất cả mọi người cũng giống như USB audio cũng không ai cũng có sử dụng liên tục. Cả 2 phương thức kết nối đều có ưu nhược điểm, không có cái nào chiếm ưu thế vượt trội. Phần mềm hỗ trợ UPnP cũng đã cải thiện nhiều so với nhiều năm trước đây, nhưng vẫn không hề hoàn toản hoàn thiện, Một vài phần mềm các bạn có thể cài trực tiếp trên NAS tuy nhiên một vài phải cài trên Windows OS trên máy tính của bạn. Việc tìm kiếm phần mềm dành cho Media Server có thể rất khó khăn bởi vì cơ chế hoạt động của mỗi phần mềm khác nhau và có các tính năng khác nhau.

Ưu điểm

• UPnP là một giải pháp hoàn hảo dành cho các computer audiophile không muốn đặt Media Server hay bất kỳ chiếc máy tính nào trong không gian nghe nhạc của họ.
• Về mặt thiết kế các UPnP renderer như dòng Linn DS hay dCS Upsampler bỏ xa bất kỳ chiếc máy tình nào trên một dàn setup high end.
• UPnP renderers và servers kết nối đến mạng chỉ phụ thuộc vào chiều dài của dây mạng thay vì phải phụ thuộc thêm USB, FireWire, hay Thunderbolt. Một sợi dây Ethernet có thể dài đến 100m trong khi dây USB chỉ giới hạn trong phạm vi khoảng 16 feet.
• Tách khỏi tiếng ồn của các thiêt bị Media Server như máy tính hay NAS, vì các thiết bị này có thể được đặt ở những nơi riêng biệt tránh khỏi khả năng tiếng ồn lọt vào không gian nghe nhạc.
• Việc phát nhạc thông UPnP Media Server đến Media Renderer sẽ chịu ít ảnh hưởng hơn về độ nhiễu tín hiệu bởi vì nó không sử dụng bất kỳ phần mềm phát nhạc nào hay OS nào cho việc truyền tín hiệu digital audio ra ngoài, vì thế nên những chế độ như WASAPI hay ASIO sẽ không có ảnh hưởng gì đến việc phát nhạc thông qua UPnP.
• Việc phát nhạc với nhiều sample rates khác nhau sẽ được tự động điều chỉnh mà không cần phải thông qua bất kỳ phần mềm nào với điều kiện rằng UPnP renderer hỗ trợ sample rate trên.
• UPnP Media Server và Media Renderer thường yêu cầu bảo trì hay cập nhật firmware ít hơn nhiều so với việc phải qua trung gian máy tính khi phải phụ thuộc rất nhiều vào nhiều loại phần mềm và hệ điều hành, với những bản update thường xuyên .
• Không chịu ảnh hưởng do xung điện, nhiễu điện từ máy tính, NAS khỏi hệ thống nhạc.

Nhược điểm

• Chất lượng mạng phải được đảm bảo và duy trì để UPnP có thể hoạt động chính xác cho mọi sample rates.
• Việc làm quen với các từ ngữ chuyên môn và chức năng dành cho UPnP khá khó khăn đối với những người không quen với IT.
• Để có được một hệ thống hoàn thiện được đảm bảo từ network cho tới NAS, Media Server đến Media Renderer và Control Point có thể phải yêu cầu sự trợ giúp từ những người có chuyên môn chứ không hề dễ dàng như các hệ thống nhạc trực tiếp qua máy tính.
• Một hệ thống được coi là hoàn hảo cần một Media Server như Aurender or SOtM sMS-1000 có thêm rất nhiều những yêu cầu và chức năng hơn so với một chiếc Media Server bình dân.
• Điều chỉnh metadata và quản lý kho nhạc trên server trong server trong hầu hết các trường hợp đều cần có một computer hay thiết bị điều khiển sử dụng phần mềm giống hoặc tương tự như trên server, hoặc là một thiết bị hỗ trợ USB input.
• Cần có kiến thức về NAS và các thuật ngữ cơ bản về việc chia sẻ nhạc qua mạng để tránh tình trạng gián đoạn trong lúc phát nhạc và không gặp sự cố từ khâu rip CD cho đến lúc âm thanh được phát qua màng loa.
• Việc chẩn đoán lỗi như lag, bị nhiễu tín hiệu, không điều khiển dược bằng remote control, cùng với nhiều vấn đề khác rất khó để biết được nguồn gốc của lỗi từ khúc nào so với các thiết bị server gắn liền.

Những khuyến cáo và Ví dụ

Chơi nhạc qua UPnP yêu cầu một Media Server, Media Renderer, và Control Point đi kèm với một mạng chắc chắn ổn định. Những mức yêu cầu thấp nhát cần thiết dành cho UPnP sẽ không thể tạo nên một dàn phát UPnP hoàn hảo và đáp ứng được mọi nhu cầu. Một vài người sẽ cố gắng lách qua những bước này bằng cách đơn giải ví dụ như sử dụng một PC có dây đảm trách cả hai vai trò vừa làm Server vừa làm Control Point gửi tín hiệu audio đến Renderer, tuy nhiên với setup này không thể tạn dụng hết những ưu điểm của UPnP và cũng không khuyến khích người dùng tiếp tục sử dụng thay vì chỉ dùng USB, S/PDIF, I2S... Việc bắt đầu sử dụng sang mạng không dây hay lên các phụ kiện dây Ethernet cao cấp “có thể” cải thiện rất nhiều đến chất lượng âm thanh. Với việc chọn được những thiết bị ưng ý và phần mềm hỗ trợ ổn định, và quan trọng nhất thiết lập giữa các phần chính xác có thể giúp cho các bạn trị được hầu hết mọi bệnh tật gắn liền với UPnP như các tiếng nổ, xè, lag hay chơi nhạc bị gián doạn trong lúc chuyển bài. Những ví dụ sau bao gồm nhiều các cách setup khác nhau bao gồm Media Servers, Media Renderers, các thiết bị điều khiển và các phần mềm UPnP. Các bạn cũng cần lưu ý rằng cả Media Server và Thiết bị điều khiền đều cần có cả phần mềm và phần mềm hỗ trợ. Thêm vào đó cả phần mềm và phần cứng chưa chắc sẽ tương thíc với nhau do các xung đột phần mềm và hệ điều hành hay do phần cứng của thiết bị giải mã.

UPnP AV Media Server Hardware

• Synology Network Attached Storage (NAS) – Rất nhiều thiết bị NAS có thể đóng vai trò làm UPnP AV Media Servers. Tuy nhiên với độ bền và khả năng tương thích với nhiều phần mềm. Với việc sử dụng NAS làm Media Server bạn có thể phát nhạc trực tiếp từ NAS sang renderer rất tiện dụng, tuy nhiên vẫn có nhiều trở ngại với việc này khi các phần mềm và định dạng file hỗ trợ sẽ ít hơn so với các PC hay MAC.
• Apple Macintosh – Với các phần mềm phù hợp, việc biến bất kỳ chiếc máy MAC nào trở thành UPnP AV Media Server vô cùng dễ dàng, rất nhiều audiophile cũng sử dụng phương pháp này vì có thể sử dụng thêm DAAP (tương đương với DLNA) tuy nhiên việc setup này cũng khó khăn hơn và ít phần mềm hơn so với Windows.
• Với các máy tính sử dụng PC, chỉ cần phần mềm phù hợp thì việc chuyển thành UPnP AV Media Server

UPnP AV Media Server Software

• Synology Media Server là một ứng dụng được cài sẵn của Synology – Phần mềm này hoat động khá ổn định và có thể truyền nhạc trực tiếp sang các Renderer. Tuy nhiên lại có nhược điểm là khả năng tương tác, tùy chỉnh hay là một phần mềm quản lý server thực sự.
• JRiver Media Center – JRMC là phần mềm quản lý server dành cho nghe nhạc yêu thích của tôi bởi khả năng tùy chỉnh, với rất nhiều lựa chọn cùng với khả năng hỗ trợ rất nhiều các định dạng file bao gồm cả DSD/DoP/DoPE vượt xa các phần mềm khác. Kèm với đó khả năng hỗ trợ khách hàng và thích ứng với nhu cầu của thị trường rất chuyên nghiệp.
• Illustrate's Asset UPnP – Đây là phần mềm yêu thích thứ hai của tôi. Mặc dù không hỗ trợ toàn bộ formats mà Jriver hỗ trợ và hỗ trợ khách hàng dù rất tốt nhưng vẫn không như Jriver.
• MinimServer – Đây là một phần mềm vẫn còn khá mới và cũng là phần mềm đầu tiên hỗ trợ DSD. Việc cài đặt có thể khá khó khăn và rắc rối hơn các phần mềm UPnP server khác. MinimServer hỗ trợ nhiều hệ điều hành hơn các phần mềm quản lý khác. Phần mềm này có thể được cài đặt trên cả NAS, Mac, PC và cả các máy chạy OS dựa trên Unix. Đây là một phần mềm rất có tiềm năng.
• Twonky – Twonky là một phần mềm đã có từ khá lâu tuy nhiên vẫn hay bị phàn nàn về chất lượng và các lỗi lớn cũng đã từ rất lâu rồi. Mặc dù đã cố gắng sửa chữa nhưng vẫn không có khả năng cạnh tranh với các phần mềm khác.
• Linn Songbox – đay là một phần mềm được xây dựng in-house của Linn và cực kỳ tiện dụng với phần mềm Kinsky Control Point cũng của Linn. Phần mềm này có khả năng truy cập dễ dàng kho nhạc Itunes của người dùng trên cả Windows hay PC.

UPnP AV Control Point Hardware

• Các thiết bị chạy iOS của Apple như (iPhone, iPad, iPod Touch) – các thiết bị này đã khá quen thuộc với người dùng và đã được đánh giá như một thiết bị tiêu chuẩn cho các thiết bị điều khiển khác. Tôi sử dụng hằng ngày và sẽ khuyến khích người dùng sử dụng.
• Các thiết bị sử dụng Android – Các thiết bị này có độ linh hoạt cao và cho người dùng nhiều lựa chọn hơn cho người dùng. Nhưng lại có kho ứng dụng dành cho UPnP AV Control Point không được nhiều bằng iOS.
• Apple Macintosh & PC chạy Windows – Với những phần mềm và cách setup phù hợp thì cả 2 đều có thể biến thành các thiết bị điều khiển.

UPnP AV Control Point Software

• PLugPlayer – PP đã trải rất nhiều cuộc update lớn trong vòng vài năm trở lại đây và đã cải thiện rất nhiều về độ ổn định cũng như chức năng của phần mềm. Mặc dù không phải là phần mềm có độ ổn định cao nhất tuy nhiên lại có độ phủ sóng cao nhất, có mặt trên cả PC và di động.
• Linn Kinsky- Phần mềm của Linn hướng tới các thiết bị của Linn dành cho các thiết bị điều khiển, phù hợp với cả desktop và di động
• dCS HD – dCS iPad app chỉ tương thích với dòng Vivaldi Upsampler. Chỉ có thể chạy trên iOS.
• JRiver Media Center – JRMC là một phần mềm rất đặc biệt bởi vì nó “có thể” hoạt động như là Control Point, Media Server, và Renderer. Nếu dùng làm Control Point trên desktop thì nó sẽ hoạt động như phát nhạc sang một chiếc USB DAC bình thường Control Point. Tất cả mọi chức năng như edit lại thông tin của file nhạc và truy xuất các file trong kho nhạc hiện thời đều có thể được sử dụng với vai trò là thiết bị điều khiển. Ngoài ra JRMC còn có thể được điều khiển bằng JRemote dành cho iOS, lúc này JRemote không phải là thiết bị điều khiển mà chính xác là ra lệnh và kiểm soát thiết bị điều khiển. Sử dụng JRemote có thể gửi tín hiệu nhạc đến nhiều hệ thống khác nhau kèm các chức năng tăng giảm âm lượng và dĩ nhiên chọn ca khúc. Và setup hiện tại của tôi cũng đang sử dụng JRemote.
• Songbook – Đã tồn tại từ rất lâu và đã bắt đầu hỗ trợ các thiết bị của Linn, Naim, T+A và các thiết bị dùng UPnP khác. Songbook chạy trên các thiết bị iOS và OS X.
• Bookshelf App, được thiết kế từ cha đẻ của Songbook, đây là một phần mềm dành cho các khách hàng muốn tự chế một phần mềm của mình dành riêng cho thiết bị điều khiển. Rất nhiều hãng lớn trên thế giới sử dụng hệ thống Stream Unlimited UPnP cũng được xây dựng trên phần mềm Bookshelf này.

UPnP AV HiFi Media Renderers

• Linn - DS Series
• T+A - E Series, HV Series
• Naim Audio - Uniti, ND Series
• Simple Design - Rendu
• Audio Research Corporation - Ref DAC
• dCS Vivaldi - Upsampler
• PS Audio - PWD với Bridge PS Audio PWD

Một hệ thống HiFi UPnP ngoài ra còn cần một hệ thống mạng vững chắc và ổn định dù cho là có dây hay không dây. Dù tôi vẫn chưa tận dụng hết những chức năng hay ưu điểm của những sản phẩm khác nhau nhưng vẫn có những sản phẩm tốt xấu khác nhau. Những thiết bị mà tôi khuyên dùng đã dựa trên những gì mà tôi từng trải nghiệm trong lúc ở nhà hay làm việc, những gì mà những đồng nghiệp tôi đã sử dụng cùng với đó là những hiểu biết của tôi về công nghệ và rất nhiều giờ nghiên cứu. Bất kỳ sản phẩm nào trong hệ thống mạng mà tôi khuyến khích sử dụng đều có thể được thay thế bằng những thiết bị khác một cách rất dễ dàng. Tôi cũng không thể đánh giá được rằng các thiết bị khác tốt hay không so với những gì tôi đang sử dụng nhưng có rất nhiều cách khác nhau để đạt được một mục đích chung là một đích chung là chất lượng mạng ổn địng và chắc chắn. Tôi cũng đã đạt được một setup dành cho hệ thống mạng cho riêng mình và tôi cũng khuyên mọi người dùng một hệ thống tương tự dành cho người dùng UPnP. Dựa vào đó tôi có thể tạo được một hệ thống mạng của riêng mình với băng thông và đồng thời streaming nhạc và video đến nhiều hệ thống khác nhau.

Network

• Internet Service Provider – Chỉ cần mạng cáp quang với tốc độ ổn định và không bị gián đoạn nhiều. Và một mạng với tốc độ download để tiết kiệm thời gian và không bị chiếm băng thông cho các hoạt động khác.
• Modem - Cisco DPC3000 DOCSIS 3.0 – Modem này hỗ trợ tốc độ Gigabit trên cả cổng LAN và WAN. Và nó rất chắc chắn. Tôi chưa bao giờ phải khởi động lại modem này một lần nào cả.
• Router – Cisco RVS4000 – Router này hỗ trợ Gigabit Ethernet trên tất cả các cổng, 1 cổng WAN và 4 cổng LAN. Việc setup cho router này cũng khá dễ dàng với đủ các tính năng vừa với những gì tôi cần. Tôi muốn một có một router có dây và không có khả năng phát không dây bởi vì việc phát mạng không dây được tận dụng tốt hơn bởi các thiết bị chuyên dùng khác.
• Bộ chuyển mạch - Cisco SG200-26- Tôi thích bộ chuyển đổi này bởi vì nó có đủ các cổng Gigabit Ethernet dành cho các thiết bị mạng, với nhiều cấu hình tùy chỉnh, và hỗ trợ 802.3ad (Link Aggregation Control Protocol). SG200-26 cũng làm việc theo kiểu plug and play mà không cần phải điều chỉnh có khả năng 38.69 Mpps chuyển mạch nội bộ capacity và băng thông lên đến 52 Gbps, tương đương với 2x 1Gbps. Có nhiều bộ chuyển với rất nhiều cổng khác nhau lên đến 26 cổng nhưng chỉ cho băng thông 10 Gbps điều đó gọi là “over subscribed backplane” bởi vì chi phí sản xuất rẻ hơn và cho rằng người dùng sẽ không có khả năng sử dụng vượt quá dung lượng trên. Có lẽ điều đó cũng đúng khi tôi chắc sẽ không có khả năng dùng đủ hết toàn bộ dung lượng của bộ chuyển Cisco này tuy nhiên đây cũng là điểm an toàn khi tôi biết việc stream nhạc của mình sẽ không gặp bất kỳ vấn đè về dung lượng cùng với việc hỗ trợ (Link Aggregation Control Protocol). Bộ chuyển này cũng giúp cho tôi kết nối cả 2 cổng 1Gbps trên NAS đến bộ chuyển đổi để gộp lại thành một cổng 2 Gbps. Do chiếc Music Server chỉ có thể hỗ trợ tốc độ 1Gbps mặc dù không sử dụng được tốc độ tối đa tuy nhiên việc stream nhạc tới 5,6 hệ thống khác nhau lại là một câu chuyện khác.
• Bộ chuyển mạch - Netgear GS108 – Tôi sử dụng bộ chuyển đổi bên ngoài phòng nghe nhạc của mình vì tôi không muốn phải nối đến 8 chiếc dây Ethernet từ bộ chuyển mạch chính của tôi Cisco sang khu vực này. Netgear thực sự hoạt động rất tốt với thiết kế không có quạt. Bộ chuyển đổi này kết với bộ chuyển đổi của Cisco chứ không phải trực tiếp vào Router, bởi vì tôi muốn những lưu lượng sử dụng của mình chạy trên các luồng nội bộ trong bộ chuyển đổi chứ không phải thông qua Router đã phải cành hông với những lưu lượng mạng Internet.
• Điểm truy cập không dây- Apple AirPort Extreme & Express- Tôi sử dụng 2 bộ Airport Extreme và 1 bộ Airport Express. 2 chiếc Airport Extreme dược thiết lập chế độ cầu nối với vai trò làm điểm phát Wifi với duy nhất 1 dây Ethernet cắm vào bộ chuyển đổi Cisco SG-200-26. Tôi không tin rằng khả năng chuyển luồng nội bộ của AirPort Extreme có thể so sánh với Netgear GS108 hay Cisco SG-200-26. Apple công bố AirPort Extremes có 4 cổng chuyển đổi, tuy nhiên lại không muốn xác nhận khi được hỏi liệu 4 cổng ấy thực sự là 4 cổng chuyển hay chỉ là một ổ cắm. AirPort Express được thiết lạp như một mạng không dây riêng chỉ dành lưu lượng riêng cho Dropcam, mỗi chiếc camera sẽ gửi âm thanh và chất lượng video HD vào bộ DVR của Dropcam liên tục và có thể nếu dùng chung sẽ làm chậm đi lưu lượng mạng rất nhiều.

Các thiết bị mạng Network như trên có thể được thay đổi theo tuy tình huống, tôi cũng có nhiều thiết bị đang chạy dùng để kiểm tra các cấu hình khác nhau nhưng đó không phải là thiết bị mà tôi xem là ưu thích.

Media Server Hardware / Software

• CAPS Topanga dùng JRiver Media Center
• Intel Next Unit of Computing (NUC) dùng Asset UPnP
• Synology DS1812+ NAS dùng phần mềm Media Server được cài đặt sẵn
• Synology DS1812+ NAS dùng MinimServer

Note: Bạn có thể sử dụng nhiều ứng dụng Media Server cùng một lúc trên một máy server Twonky, MinimServer, Asset UPnP, and JRMC.

Control Point Hardware / Software

• Apple iPad dùng JRemote để điều khiển JRiver Media Center
• Apple iPad chạy PlugPlayer

Bên dưới đây là bốn hệ thống UPnP được khuyên dùng. Mỗi hệ thống đều có ưu nhược điểm. Người dùng phải tự quyết định cho mình mức độ đơn giản mà họ muốn và những gì họ muốn đạt được sau khi hoàn thành hệ thống UPnP của mình. Một số người muốn một hệ thống đơn giản hiệu quả và ổn định trong khi đó một số lại muốn luôn bắt kịp xu thế với những công nghệ mới nhất dù cho sẽ có vấn đề về sự ổn định và xung đột giữa các phần mềm. Tôi khuyên mỗi người nên xác định trước cho mình trước nhu cầu của mình đầu tiên sau đó mới tìm những thiết bị phần cứng và phần mềm phù hợp

Hệ thống thứ nhất.

Hệ thống này dễ dàng lắp đặt và sử dụng nhất bởi vì một máy tính sẽ đảm nhận hết các vai trò làm Server, thiết bị điều khiển, rip đĩa CD, hệ thống quản lý dữ liệu và cài đặt thông số mạng. Giới hạn của hệ thống này nằm ở khả năng lưu trữ dữ liệu của máy tính sẽ ít hơn so với NAS, và yêu cầu máy tính phải luôn hoạt động để phát nhạc, và trong nhiều trường hợp máy không có khả năng xử lý nhiều lúc các file nhạc chất lượng cao.

• Media Server - CAPS Topanga (một chiếc máy tính được thiết kế chuyên dụng để nghe nhạc của computeraudiophile) chạy JRiver Media Center và một ổ cứng di động USB để lưu trữ nhạc.
• Control Point - JRiver Media Center chạy trên CAPS Topanga, nhưng được điều khiển bơi JRemote trên iPad. Bạn có thể hiều theo một cách nôm na rằng JRemote là thiết bị điều khiển tuy nhiên điều đó không hoàn toàn đúng.
• Media Renderer – Lựa chọn tùy vào gu nhạc của người dùng.
• Mạng - Apple AirPort Extreme kết nối Modem mạng, CAPS Topanga, và Media Renderer thông qua dây Ethernet. iPad thì được kết nối thông qua Wifi.
• Ngoài ra CAPS Topanga còn có thể được sủ dụng để rip các đĩa CD và quản lý kho nhạc sử dụng JRMC. Việc sử dụng JRemote trên iPad hoặc iPhone có thể biến chúng thành một chiếc Media Renderer thực thị khi stream nhạc chất lượng cao từ server qua mà không cần phải convert sang định dạng thấp hơn.

Hệ thống thứ hai

Hệ thống này rất phổ biến với các audiophile, khi muốn đưa chiếc máy tính ra khỏi phòn nghe nhạc và không muốn mở chiếc máy tính lên. Đây là hệ thống UPnP AV truyền thống với việc phân chia được các thiết bị Server, Renderer, và Control Point và rất đơn giản để hiều được nguyên lý hoạt động. Ưu điểm lớn nhất là không phải sử dụng một chiếc máy tính trong khi nghe nhạc, tất cả nhạc đều được lưu trữ trên NAS với các ổ cứng dữ trự để đảm bảo an toàn khi chạy RAID ( trừ RAID 0). Tín hiệu nhạc sẽ truyền trực tiếp sang Renderer. Giới hạn của hệ thống này là phải có một hệ thống mạng đủ mạnh và các phần mềm cho Media Server ít có khả năng tùy chỉnh và các tính năng đồng thời khó khăn trong việc trong việc truy xuất nhạc. Phần mềm Synology Media Server không hỗ trợ nhạc DSD, và phần mềm Plugplayer dành cho các thiết bị điều khiển cũng khá khó sử dụng và yêu cầu người dùng phải mở iPad và ứng dụng trong suốt lúc phát nhạc.

• Media Server - Synology NAS chạy phần mềm có sẵn trong máy Media Server UPnP AV/DLNA.
• Control Point - iPad dùng PlugPlayer
• Media Renderer – Tùy theo sở thích của người sử dụng.
• Network - Apple AirPort Extreme kết nối Modem mạng, Synology NAS, và Media Renderer thông qua dây Ethernet, iPad được kết nối thông qua Wifi.
• Một chiếc máy tính sử dụng dBpoweramp dành cho rip đĩa CD (nếu bạn sử dụng Mac thì dùng XLD) và JRiver Media Center dành cho việc điều chỉnh kho nhạc trên NAS.

Hệ thống thứ ba

Hệ thống này khá phức tạp nhưng cũng mở ra khá nhiều những tùy chỉnh chức năng và tốc độ truy cập. Asset UPnP là một phần mềm dành cho Media Server rất tốt với nhiều những tùy chỉnh khác nhau. Hệ thống này sẽ hoạt động tốt hơn hai hệ thống trước bởi vì Asset UPnP, nhờ vào đây mà việc truy cập cũng như tìm kiếm trở nên rất dễ dàng và nhanh chóng từ chiếc iPad của bạn, nó cho bạn theo dõi nhiều thư mục khác nhau, xem những file mới được thêm vào server . Trong khi đó phần mềm Synology Media Server chỉ theo dõi được hoạt động của một thư mục chính. Tôi rất thích điều này bởi vì tôi chia kho nhạc của mình thành 2 phần: một thư mục bao gồm tất cả ca khúc mà tôi chia sẻ với mọi người và những ca khúc còn lại nằm trong một thư mục riêng.
Còn điểm yếu của hệ thống này dó là ứng dụng điều khiển Plugplayer, khi so sánh với JRemote và không hỗ trợ truyền nhạc DSD. Với những người dùng Renderer của Linn hay dCS có thể cài đặt phần mềm điều khiển của chính hãng nhằm tăng trải nghiệm người dùng mà không cần quan tâm đến Plugplayer, tuy nhiên vẫn không thể so sánh được với JRMC kèm với JRemote. Thiết bị chuyển mạch của Netgear trong hệ thống này dùng để kiểm soát tất cả các tín hiệu đường truyền của âm thanh chỉ truyền nội bộ trong bộ chuyển mạc mà không cần phải qua Airport.

• Media Server- CAPS Topanga hay Intel NUC có thể được nối trực tiếp tới Synology NAS sử dụng Asset UPnP. Phần mềm được cài đặt để theo dõi thư mục nhạc trên Synology NAS.
• Thiết bị điều khiển – iPad sử dụng Plugplayer hay phần mềm của nhà sản xuất.
• Media Renderer – Tùy theo sở thích của người sử dụng.
• Network - Apple AirPort Extreme được kết nối tới modem mạn và bộ chuyển đổi Netgear GS108. The Synology NAS, Asset UPnP PC và Media Renderer được kết nối tới GS108 thông qua dây Ethernet. Còn iPad sẽ điều khiển thông qua Wifi của Airport.
• Một chiếc máy tính sử dụng dBpoweramp dành cho rip đĩa CD (nếu bạn sử dụng Mac thì dùng XLD) và JRiver Media Center dành cho việc điều chỉnh kho nhạc trên NAS. Nếu bạn sử dụng Windows bạn còn có thể cài đặt Asset UpnP ngay trên máy.

Hệ thống thứ tư

Hệ thống này là những gì mà tôi đang sử dụng, và tôi cũng tin rằng với hệ thống này bất kỳ những chức năng gì liên quan tới UPnP/DLNA cũng được hỗ trợ một cách toàn diện, với độ ổn định rất cao và tốc độ nhanh. Những chiếc máy tính hiện chỉ cần một cấu hình tầm trung cũng có đủ khả năng để hỗ trợ việc phát nhạc đồng thời đến nhiều hệ thống khác nhau bao gồm cả định dạng DSD. Tôi đã từng chạy thử đồng thời 1 chiếc USB DAC và 5 chiếc UPnP Renderer (dCS Vivaldi Upsampler, Linn Akurate DSM, Simple Design Rendu Ethernet DAC, và 2 chiếc Simple Design Rendu Ethernet to S/PDIF converters) và kết quả là cả 6 hệ thống đều phát nhạc một cách bình thường mà không hề bị vấp một lần nào. Sử dụng JRemote trên chiếc iPad của mình, tôi có thể chọn được cả 6 hệ thống, tùy chọn và điều chỉnh âm lượng và các chức năng cơ bản trong việc phát nhạc đối với từng ca khúc trên mỗi hệ thống khác nhau. JRiver còn có thể kết nối 2 hệ thống khác nhau trong cùng một hệ thống mạng để phát chung một ca khúc. Hệ thống này so với hệ thống trước có nhiều điểm tương đồng nhưng với những thiết bị dưới có thể được xem là một hệ thống không có một điểm thiếu sót nào cả. Những yếu điểm của hệ thống này là việc phức tạp trong việc lắp đặt cùng với những kiến thức cần có về cả máy tính và hệ thống mạng. Tuy nhiên một khi đã được lắp đặt thành công thì sẽ hoạt động tuyệt vời, nếu như Renderer hoạt động có vấn đề gì như nhiễu, nổ.. thì với việc hiều công dụng của từng bộ phận thì việc sửa chữa và điều chỉnh diễn ra rất êm xuôi, nhanh gọn.

• Hệ thống 1 chỉ dùng 1 máy tính và những thiết bị đơn giản để lắp đặt và sử dụng nhưng lại thiếu những sự lựa chọn và tùy chỉnh.
• Hệ thống 2 sử dụng phần mềm có sẵn của Synology để điều chỉnh vần rất thô sơ
• Hệ thống 3 sử dụng tối ưu được khả năng của Server nhưng lại thiếu khả năng điều khiển bởi vì ứng dụng điều khiển.
• Hệ thống 4 có thể gọi là vẹn cả đôi đường.
• Media Server – CAPS Topanga chạy JRiver Media Center được kết nối tới Synology DS1812+ NAS và thư mục nhạc chính cũng nằm trực tiếp trên NAS. NAS này không sử dụng bất kỳ phần mềm UPnP Media Server nào, với việc chay ở RAID 5 với dung lượng là 16 TB để đảm bảo an toàn và khả năng Hot Swap thêm vào đó là 2 ổ cứng di động USB được cắm trực tiếp tạo nên thêm một lớp lưu trữ. Ngoài ra Synology còn quét toàn bộ máy để tạo snapshot (shadow copy) tránh trường hợp bị đánh cắp dữ liệu. Tốc độ kết nối có thể được tăng tốc gấp đôi khi cắm vào 2 cổng Gbps Ethernet.
• Control Point – Tương tự như hệ thống một, hệ thống 4 đẩy đến hết giới hạn của các thiết bị điều khiển. Thiết bị điều khiển theo định nghĩa của UPnP AV chỉ gửi các lệnh để điều khiển việc phát nhạc, nhưng JRMC còn có khả năng điều chỉnh thư mục chính để phát nhạc. Nếu JRMC được đặt để sử dụng một kho nhạc khác như từ Asset UPnP Server, thì JRMC sẽ bị hạn chế đi khá nhiều tính năng, Thêm vào đó tôi vẫn sử dụng JRemote trên iPad để điều khiển JRMC, theo một cách nôm na không theo định nghĩa của UPnP thì bạn có thể hiểu JRemote làm thiết bị điều khiển và chiếc máy tính được cài đặt JRMC là Media Server.
• Media Renderer – Tùy theo sở thích của người sử dụng.
• Network -. Như tôi đã nêu trong phần Network đã được liệt kê và giải thích trong phần trước.
• Tôi hay rip các đĩa CD thông qua chiếc MacBook Pro chạy song song với Windows 7 và một đầu Blu-ray USB. Tôi thường sử dụng phần mềm dBpowerAmp để rip đĩa CD trực tiếp đến Synology DS1812+ NAS. Một khi file nhạc đã ở trên NAS và được nhập dữ liệu vào trong JRiver Media Center thì có thể dễ đặng điều chỉnh trên phần mềm. Với những update gần đây JRemote trên iPad hoặc iPhone có thể biến thiết bị iOS thành một chiếc Media Renderer thực thị khi stream nhạc chất lượng cao từ server qua mà không cần phải convert sang định dạng thấp hơn.

Kết luận

Đây là một bài viết sơ bộ về các hệ thống âm thanh High End UPnP / DLNA và những yếu tố quan trọng để tạo nên một dàn setup dành cho UPnP Hifi. Bài viết này sẽ không đi sâu vào những chi tiết nhỏ nhất trong từng cấu hình cài đặt nhằm tiết kiệm thời gian, và những chi tiết ấy cũng không có nhiều lợi ích cho các “audiophile”. Những tài liệu và định nghĩa được cung cấp từ các tổ chức UPnP và DLNA.